k 2 sd k - 4 organisasi sel - copy
DESCRIPTION
Kuliah 12-09-2011 jam 11.00-12.00TRANSCRIPT
ORGANISASI SEL (The Organization of Cells)(BBC: K2-K4)
Riyanto Sinaga, S.Si, M.Si
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL:
Suatu massa protoplasma yang dibatasi oleh cell
membrane serta mempunyai nukleus
A cell is the basic, living, structural and functional unit of the body.
Suatu benda disebut hidup bila:
• Mempunyai membran plasma• Mengandung bahan-bahan genetika• Mampu menyelenggarakan sintesa
protein
Sel ada dua jenis:1. Prokaryotik:
- Inti tidak jelas (membran inti tidak ada)- Ada nukleoid yang mengandung DNA- Dalam sitoplasma ada ribosom
2. Eukaryotik:- Inti jelas- Bentuk bisa:~ tetap: spermatozoa, sel syaraf,
eritrosit, epitel~ berobah-obah: lekosit, amuba
Prokaryotic cell (Bacteria)Simple organization
• Primitive cytoskeleton• Bacterial flagella• Generally smaller in size
(than an eukaryotic cell)
Eukaryotic cell organization - Animals
Eukaryotic cells have a nucleus and many other organelles with specialized functions
Every Eukaryotic cell has three main parts:
Plasma (cell) membrane - separates inside of cell from external environment.
Nucleus – organelle that contains the cell’s DNA and is surrounded by a double membrane.
Cytoplasm – everything from the nuclear membrane to the plasma membrane
7
Cytoplasm refers to cytosol plus organelles and inclusions. cytosol - contains proteins, enzymes, nutrients, ions, and other small moleculesorganelles - highly organized structures with
characteristic shapes that are specialized for specific cellular activities.
inclusions - are temporary structures in thecytoplasm that contain secretions and storage products of the cell.
8
Electron MicrographElectron Micrograph
(Exists during cell division)
(?)(?)
Ukuran sel:
- Besar sel 10 u = 0,01mm- Bentuk sel berbeda-beda sesuai
fungsi:- sel syaraf: kurus & panjang- sel otot: panjang tetapi dapat
berkontraksi dalam satu arah- sel penunjang: mempunyai dinding tebal
12
13
Various cell types; shape, size, intracellular organizations, polarization Various cell types; shape, size, intracellular organizations, polarization – Functions– Functions
These three cells all belong to “Intestinal Epithelial Cell” groupsThese three cells all belong to “Intestinal Epithelial Cell” groups
Small Intestine (Absorptions)
Pancreatic Acinar cell (Digestive enzyme
production)
Liver Hepatocyte(Metabolism, protein
production, Bile secretion etc)
Sel merupakan satuan:
1. Struktural2. Fungsional3. Pertumbuhan & perkembangan4. Regenerasi5. Faktor hereditair
Aktivitas vital sel:
1. Motilitas & mobilitas2. Irritabilitas:mechanic, theramic,
chemic, photic, electric3. Metabolisme:anabolisme &
katabolisme 4. Reproduksi: - mitosis, indirect
- meiosis, amitosis, direct
Sel
Cellmembrane
Isi sel
sitoplasma
nukleus
organel
inclusion
Selubung sel:Terdiri dari molekul karbohidrat yang komplex, tapi inipun tergantung dari jenis sel seperti:
- Epitel: Molekul glikoprotein dan polysacharida
- Muko usus: Molekul MucinSelubung sel ada yang disebut glikokalix yang dihasilkan oleh sel itu sendiri yaitu: Ret. Endoplasma dan App. Golgi
Fungsi glikokalix:
1. Proses filtrasi bahan yang masuk & keluar sel
2. Memelihara membran plasma dan lingkungan sekitar sel
3. Mengandung enzym-enzym sesuai fungsi sel
4. Turut berperan dalam menentukan sifat antigenitas sel
Teori tentang susunan membran plasma:• Leaflet Theory ~ lapisan• Globular Theory ~ bola yang
berderetkedua bentuk ini dapat bertukar tergantung kebutuhan
Sifat membran plasma:• Tidak melewatkan makro molekul ~
protein tetap didalam sel• Mampu menjaga keseimbangan
elektrolit• Mengadakan transportasi aktif• Transportasi air• Dapat dilalui oleh zat yang larut dalam
lipid• Mengadakan invaginasi ~ pada
fagositosis & pinositosis
Proses keluar masuk sel ada 4:
1. Difusi 2. Osmosis3. Transportasi aktif4. Endositosis fagositosis, pinositosis
Differensiasi membran plasma:
• Epitel saluran pencernaan ~ mikrovilli
• Saluran pernafasan ~ silia• Spermatozoa ~ ekor
Organel dibagi 2 jenis:• Aktif dlm metabolisme sel:
- ribosom- mitochondria- retikulum endoplasma- apparatus golgi- lisosom- vacuola
• Tidak aktif:- sentriol- mikrotubuli- fibril- mikrobodi
ORGANELS1. Ribosom
• Struktur terkecil• Terdiri dari RNA + protein• Fungsi: sintesa protein• Lokasi: pd dinding endoplasmic
reticulum jenis granular
Ribosom • Tersusun sbg
poliribosom• Dijumpai berikatan
dengan ER kasar atau mengapung bebas dalam cytosol.
• Fungsi: sintesa protein• Berisi RNA yg td 3
jenis:- M-RNA
- T-RNA- R-RNA
2. Endoplasmic Reticulum
Berhubungan dengan membran inti (nuclear).Ruangan di dlmnya ada 3 jenis:1.Sisterna ~ gepeng berlapis-lapis yg
saling berhubungan 2.Tubular ~ berbtk saluran3.Vesikuler ~ seperti gelembung
Ada 2 jenis:•Granular (rough endoplasmic reticulum)~ banyak ribosom : produced protein•Agranular/halus (smooth endoplasmic reticulum) ~ berperan pada metabolisme (catabolism) lipid, steroid, polisacarida.
Sistem Endomembran RER & SER
Rough Endoplasmic Reticulum (RER)•Protein dibuat pada ribosom RER adalah segregasi dari sitoplasma dan dapat dimodifikasi secara kimiawi.Smooth Endoplasmic Reticulum (SER)•Smooth/halus terlihat karena tidak ada ribosom , tidak ada sintesis protein•Sintesis lipid dan metabolisme lemak (fat), secara kimiawi dibentuk dalam molekul kecil masuk ke dalam sel•Tempat hidrolisis glikogen (liver) dan sintesis steroid (sel otot; cadangan ion Ca2+ )
Membrane ER bersambungan dengan membran inti (nuclear membrane)
3. Golgi Apparatus
Zat dari Endoplasmic Reticulum ~ Golgi.App dimana dirobah menjadi:
• Granules sebelum dikeluarkan dari sel• Dirangkaikan dengan hydrat arang• Membentuk polisacarida komplex seperti: • Mucus• Lisosom• mengganti dinding sel yang hilang
Cont. :Apparatus Golgi
Ada 3 btk:• Saccular ~immature/forming face
~mature face
• Vesikel sekretorik• Makro vesikel=transfer vesikel• Fungsi:
– Transportasi protein keluar sel– Membentuk lipoprotein dlm hati– Memelihara membran plasma
Sistem Endomembran golgi apparatus
- Receives proteins, lipids and other molecules from the ER via transport vesicles and chemically modifies them- Concentrates, packages and sorts proteins before being sent to their cellular or extra cellular destinations- Synthesizes some polysaccharides for plant cell walls
Sorting, modificationsand concentration inprotein synthesiscis Golgi Network cis Golgi trans Golgi TGN (Trans-golgi Network)Each compartment isnot continuous to thenext one.
4. Mitochondria (powerhouse of the cell)
• Berfungsi ~ Respirasi…….> energy (ATP)• Mengandung kristae utk memperluas
permukaan• Dinding mirip dinding sel (double
membrane)• Berisi banyak jenis enzym• Memiliki strand DNA sendiri.• Sumber energi utama: hidrat arang, lipid,
bila sudah menipis baru protein
• They are enclosed by an outer membrane and an inner membrane that folds inward to form cristae
• The matrix contains several of the enzymes required for cellular (Contains DNA (in the matrix) for some of its own components. This DNA is strictly maternal (from oocyte)
• respiration, as well as ribosomes and DNA (ATP synthesis ; Amino acid metabolism)
5. Vacuola
• Terjadi karena dinding sel melekuk ke dalam
• Berisi: bahan makanan, bahan sisa, gula, pigmen
• Fungsi: menimbun bahan sebelum dikeluarkan dari sel serta mempertahankan tekanan intraseluler
6. Lisosom
• Bentuk bulat/oval berisi enzym hidrolitik yg dibuat oleh ribosom
• Tempat pembuangan sisa/sampah sel
• Berisi enzim/lisozim untuk merombak:- polisacarida- protein- asam nukleat
Lisosom
• Bentuk bulat/oval berisi enzym hidrolitik yg dibuat oleh ribosom
Sistem Endomembrane lisosom
• - Sites for the breakdown of food and foreign objects ingested by the cell
• - A primary lysosome, containing digestive enzymes, fuses with phagosome, containing food, to form a secondary lysosome
INCLUSION
1. Lemak: cadangan makanan2. Yolc: cadangan makanan3. Pigmen: tersebar diseluruh tubuh al:
- melanin: kulit, rambut- hemoglobin: eritrosit
4. Butir sekresi
Sifat fisiologi sitoplasma sehubungan dengan fungsi sel adalah:• Irritabilitas ~ sel syaraf• Konduktivitas ~ sel syaraf• Kontraktilitas ~ sel otot• Absorbsi & assimilasi
absorbsi ~ epitel ususassimilasi ~ sel hati
• Ekskresi & sekresiekskresi ~ tubuli ginjalsekresi ~ semua sel kelenjar
• Respirasi• Pertumbuhan dan perkembangan
Bahan kimia dalam sel:
• Anorganik: air(95%), ion, mineral• Organik: protein 10-20% lipid 2-3%
Nukleus / Inti :• Fungsi: kontrol aktivitas sel• Jumlah: satu• Bentuk: bulat atau oval• Berisi: DNA code dalam bentuk kromosom dan
enzim yang merupakan copy DNA pada membrannya.
• Berhubungan erat dengan sitoplasma• Bentuk:
- discoid ~ sel gepeng- elipsoid ~ sel silinder- elongated ~ smooth muscle- segmented ~ netrofil- crescented ~ monosit
Polynuclear: striated muscle, osteoblast, sel saraf
Lokasi inti ditengah, kecuali pada sel kelenjar ~ basal
Bagian-bagian inti:
• Double Membran inti (nuclear envelope).
• Nukleolus (anak inti)• Kromatin• Karyolimfe/karyoplasma
1. Membran inti:
• 2 lapisan yg diantarai celah ~ spatium perinuclearis
• Lapisan luar berhubungan dgn Reticulum endoplasma
• Lapisan dalam ditempeli butir kromatin
• Porus nuklearis ~ 10% dari permukaan membran
2. Nukleolus:• Lebih besar dari butir kromatin• Jumlah satu/lebih ~ menempel pd
membran inti• Bagian/pars: granulosa, fibrilosa, amorf• Tak mempunyai membran• Isi/kandungan: protein• RNA banyak, DNA(-)• Fungsi: - pembuatan protein
- sintesa protein- dikontrol oleh kromosom-organizer
3. Karyoplasma /karyolimfe
Lebih kental dari sitoplasma dan berisi kromosom
4. Kromatin Dijumpai butir berwarna gelap• Perifereal kromatin ~ menempel pd
membran inti• Kromatin island/kromatin granul
/kromatin partikel ~ membentuk pulau-pulau di bagian tengah inti
• Nukleolus Associated Chromatin(NAC) ~ kromatin yg mengelilingi anak inti
Ada 2 jenis kromatin:
• Hetero kromatin/condensed kromatin ~ butir-butir yg mengikat warna = heteropiknotik positif
• Eukromatin/extended kromatin ~ tdk bergelung = heteropiknotik negatif
Kromosom:Kromosom td: DNA + Histon (protein)Fungsi: pusat kontrol selJumlah: biasanya satu, tetapi
bisa 2 ~ binucleated banyak ~ multinucleated
Bentuk: bulat/lonjong bisa: elongated crescented ~ monosit segmented ~ neutrofil
Dalam kromosom: RNA 12%, DNA16%, protein 72%
• Di dalam inti• Bersifat sebagai pembawa sifat• Bagiannya:
- tengah ~ sentromer/kinetokor- lengan ~ telomer
Heterokromatin ada 2:
• Fakultatif: salah satu kromosom bersifat eukromatik
• Konstitutif: ke 2 kromosom bersifat heterokromatik
Letak sentromer dalam kromosom:• Telosentrik• Akrosentrik• Submetasentrik• Metasentrik
Jumlah kromosom berbeda pd makhluk hidup, tapi jlhnya dlm setiap sel tetap, perobahan jlh kromosom ~ kelainan pertumbuhan/perkembangan
Vakuola
• Berasal dari Ret.end ~ kecil isi protein/enzym
• Berasal dr app.golgi yi vesikel sekretorik ~ isi enzym hidrolitik ~ menjadi lisosom
• Berasal dr lisosom ~ sitolisosom & badan multivesikuler
• Dinding sel melekuk ke dlm ~ pd proses fagositosis & pinositosis
Sentriol
• Berperan pd pembelahan sel• Td 9 set triplet tubuli
Mikrotubuli
Fungsi:• Gerakan silia/flagela• Pembelahan sel• Btk pipa panjang• Tdd protein (tubulin)
Mikrobodies
• Bentuk bulat, isi enzym peroxida, disebut peroxison
Inclusions • Cadangan makanan: -hidrat arang ~ glikogen
-lipid• Butir sekresi dibuat di ribosom ~ ret.end ~ app.golgi. Tdk
dibiarkan bebas krn dpt merusak sitoplasma• Pigmen
– Endogen ~ di dlm sel:• myoglobin, • melanin, • lipofusin, • bilirubin
– Exogen ~ dlm sitoplasma tapi berasal dr luar sel: • debu arang ~ antrakosis• Silikat ~ silikosis• Logam• karotenoid
Sel ~ Jaringan ~ Organ ~ Individu
Pd tubuh ada 4 jenis jaringan:• Epithel• Connective tissue• Muscular/contractile tissue• Nervous/conductive tissue
Epithel
• Sifat: jar. Antar sel (-)• Fungsi:
– Pelindung: kulit, mukosa– Kelenjar: enzym, hormon– Penyerapan: usus halus– Sensory: retina, organ corti– Germinal: gonad
Struktur:• Squamous:
-simple: alveoli, kapiler-stratified: kulit, mukosa
• Cuboidal• Columnar:
-simple: tractus digestivus-stratified: trachea-permukaan ciliated-pigmented: iris, retina-kelenjar: goblet cell
-Pseudostratified columnar ciliated ep: trachea & tractus urinarius
-Transitional ep: bola mata
Connective tissue ~ ada jaringan antar sel:• True connective tissue• Cartilage• Bone• Vascular tissue
True connective tissue:
• Dense: -fibrous/collagen ~ ligament -elastic ~ arteri
• Loose:-mucoid ~ gelatine-areolar ~ serat-adipose ~ serat+fat-limfoid retiformic ~ limfosit+serat-reticular ~ sel jenis lain
Cartilage
• Elastic: epiglotis• Hyaline: cuping hidung• Fibrous: discus intervertebralis;
pinggiran mangkok sendi
Bone td bagian:
• Compact ~ osteoblast• Spongious ~ osteoclast• Jenis tulang:
- panjang- pendek~berkelompok: carpalia,
tarsalia- pipih~pelindung organ:
cranium, sternum, scapula, coxae- irregular: wajah, vertebra- sesamoid: patella
Vascular tissue:• Blood: -cells
-plasma: -albumin-globulin-fibrinogen
Eritrosit bila mati ~ HB keluar ~ difagosit oleh sel hati & limfeDlm hati HB jd:-Hemosiderin dlm sel hati-Bilirubin dlm empedu-Biliverdin ~ dikeluarkan melalui
urine & feces sbg urobilin
• Limfe: -cell ~ limfosit
Contractile tissue:
• Smooth/involuntary muscle• Striated/voluntary/skeletal muscle• Cardiac muscle ~ syncitium
Nervous tissue:
• Neuron• Axon• Dendrite
Sel: unipolar, bipolar, multipolarsyaraf: motorik, sensorik, association
- Nodes of ranvier: syaraf dibungkus oleh medullary sheath secara interval
- Non medullated: hanya ada neurolemma~ pada syaraf sympathis invertebrata~ neuroglia
Pertumbuhan selTerjadi pd interfase setelah tercapai ukuran max ~ mitosisInterfase: • G1: sintesa RNA, kemudian protein
waktu: 3-4 jam, bisa beberapa hari• S: sintesa DNA, waktu 7-8 jam• G2: second GAP, 2-5 jam• Mitosis: -karyokinesis
-sitokinesis
Mitosis dibagi atas 2 fase:
1. Mitosis2. Interfase (persiapan)
Interfase terbagi 3:• Tahap G1 ~ GAP (prosintesis)
Terjadi transcription dan translation ~Protoplasma sel, lamanya: 40% = 8 jam
• Tahap S ~ sintesa DNA (duplication)lamanya: 30% = 6 jam
• Tahap G2 ~ penyelesaian G1lamanya: 20% = 4,5 jam, disusul fase mitosis lamanya 1 jam- profase: kromatin ~ kromosom- metafase: pemisahan di equator sel- anafase: kromosom membelah- telofase: pembelahan sel
1. Profase
• Sentriol membelah dan menuju kutub diikuti mikrotubuli yg mengelilingi sentriol ~ Aster
• Mikrotubuli menghubungkan kedua sentriol ~ spindle
• membran inti hilang• nukleolus hilang• Kromatid ~ jadi kromosom
2. Metafase
• Kromosom tersusun di equator sel dan dihubungkan oleh kromosomal fibers ke kutub.
• Mulai terjadi pemisahan
3. Anafase
• Kromosom bergerak ke kutub karena fibers memendek, membran plasma mulai berbentuk lonjong
4. Telofase
• Terbentuk membran inti• Terjadi pemisahan sitoplasma• Kromosom bersifat diploid
selanjutnya sel akan mengalami pertumbuhan
Differentiation/spesialisasi:
Perobahan sel dari multipotent ~ unipotent yg sifatnya permanent. Bila perobahan sementara ~ kembali ke semula disebut modulation.
Penyebabnya:
1. Intraseluler
• Sel otot mengandung aktin dan myosin serta banyak mitokondria sbg sumber energi
• Sel kelenjar mengandung endoplasmic retikulum yg granular dan alat golgi yg besar
• Sel epitel kulit ~ keratin• Sel syaraf berbtk panjang, langsing & halus
utk mengalirkan rangsang dan diujungnya dihasilkan zat Neurotransmitter
2. Extraseluler
• Pembentukan serat extraseluler oleh sel fibroblast jaringan ikat & jaringan penunjang
Tahap differensiasi:1. Zygote ~ ovum yg telah dibuahi2. Blastula, sudah berdifferensiasi, membentuk:
epidermis, syaraf, notochord, mesoderm, endoderm
3. Gastrula, disini sudah terbtk 3 lapis benih, yakni ektoderm, mesoderm dan endoderm
4. Tubulasi, ke3 lapis benih sdh berbtk massif & berongga, epidermis sdh melingkupi permukaan tubuh, bag syaraf yg depan: otak; yg belakang: syaraf punggung; bag endoderm: mukosa sal pencernaan; bag mesoderm; otot, alat visera /dalam & rongga tubuh
5. Organogenesis, differensiasi disini lebih spesifik lagi. Sdh terbtk seluruh alat tubuh & jenis jaringan secara lengkap.
Penyebab differensiasi:1. Intrinsic:
-nukleus ~ kromatin/gen-citoplasma:-enzim
-kadar elektrolit & metabolit -komposisi suatu organel
2. Extrinsic:-suplai bahan metabolit & elektrolit-gas pernafasan-gravitasi-suhu-sinar-pH-posisi sel: hormon
Dedifferensiasi: • Sel yg telah berdidefferensiasi, bila mitosis tetap jd sel yg
unipotent, makin tinggi differensiasi ~ makin sulit utk bermitosis
• Sel syaraf & otot jantung, mitosis (-)• Sel hati, ginjal & pankreas, mitosis (+)• Otot lurik & otot polos, • Luka kecil, mitosis (+)• Luka besar, diisi jaringan ikat
Dedifferensiasi perlu utk penyembuhan &mengganti bag tubuh yg hilang/lepas.
Akibat differensiasi ~ senescence ~ umur sel terbatas
Pembatasan umur terkandung dlm nukleus/kromatin, sebab:1. Metabolisme ~ pengeluaran panas2. Ampas metabolisme menumpuk karena diluar
sel terbtk collagen ~ kelenturan berkurang3. Banyak bag yg aus ~ metabolisme jd
lemah/salah4. Rentan thd sinar uv5. Kemampuan kelenjar endokrin menurun6. Kekeliruan biokimia sel
- informasi genetis salah- sel jd lemah/rusak
7. Banyak timbul auto-antibodi ~ saling menyerang
Ciri sel jadi tua:
• Mengandung lipofuskin yaitu ampas metabolisme
• Sel kelenjar berisi kristal akibat ampas metabolisme menumpuk & memadat akibat: -nukleus piknotis
-karyolisis-karyorhexis
Manfaat kematian:
1. Metamorfose; transisi dr btk embryo ~ btk tetap/dewasa (berudu-kodok, ulat-kupu)
2. Perupaan; matinya bagian-bagian tertentu seperti pemb.darah ke placenta, jari lengket
3. Pembuangan; sisik rontok, kulit berganti
Dalam alam kita kenal dua jenis makhluk hidup:
• Autotrof:H2O & CO2 di alam ~ glukosa dgn pertolongan sinar matahari
• Heterotrof ~ sumber energidari bermacam makanan yg telah disintesa autotrof.Contoh heterotrof adalah manusia & hewan
Energi digunakan utk:
1. Sintesa molekul baru di dlm sel2. Perubahan/gerakan dlm sel seperti
pembelahan, kontraksi otot, dll3. Transportasi aktif dlm membran sel4. Memelihara membran potensial dari sel5. Dlm sekresi sel
Transformasi energi:Energi yg diperoleh dari makanan ~ dirobah menjadi energi utk kebutuhan-kebutuhan
tsb.